考虑地物时空异质性的云下中分辨率成像光谱仪（MODIS）波段反射率恢复

云是光学遥感影像解译及地表参数定量反演的主要障碍,破坏了遥感产品的时空连续性;而随着遥感技术的推广和应用,大量的遥感参数产品已经被用于各个领域,比如卫生领域的疾病监控、地质灾害领域的滑坡监测以及城市雨洪预警等等;云导致的遥感数据质量下降与各领域对遥感数据质量要求的不断增加构成了不断激化的矛盾。针对这一矛盾,结合当前关于云消除研究的现状;提出了一个具有物理机制的云像元反演算法。该算法在计算过程中考虑了地表在不同入射、观测方向上的二向反射分布函数(BRDF),并引入时空权重因子实现对时空异质性的考虑;这些使该算法能够保证在各种情况下均具有良好的整体精度,从而保证该算法能够胜任定量遥感领域的研究需求。应用该算法,在黑河中游地区展开实验,反演结果与中分辨率成像光谱仪(MODIS)多个波段的数据对比均展现出较好精度。其中,整体均方根误差RMSE达到0.012,整体均方根误差百分比RMSE%为8.8%,整体相关系数平方R~2达到0.98,与对比算法相比较具有极大的提升;这表明该算法理论基础扎实,并具有较好的实用性。     

2000—2019年东北三省气溶胶光学厚度的时空分布特征

利用MODIS高时空分辨率(日; 1 km×1 km)气溶胶光学厚度新产品MCD19A2, 研究东北三省2000—2019年气溶胶光学厚度(AOD)的时空分布特征。结果显示, 东北三省近20年来AOD变化不大, 均值为0.23。2003年, 春旱、扬沙和农田秸秆燃烧导致AOD最高(0.38)。AOD从南往北呈递减趋势, 总体上辽宁省>吉林省>黑龙江省。AOD高值区集中在辽中南城市群等人口密集的工业发达地区, 低值区分布在大兴安岭、小兴安岭和长白山脉等山区。AOD具有季节分布特征, 春夏季高, 秋冬季低。研究结果可为气溶胶对大气辐射收支平衡影响的研究以及模拟颗粒物浓度提供基础。     

基于中分辨率成像遥感数据的毕拉河林场林火信息检测

利用中分辨率成像光谱仪(MODIS)时间序列数据进行森林火情监测的原理及通道特性进行分析,利用阈值算法提取火点信息作为鲁棒卫星技术(RST)算法阈值确定前提,结合2种算法对内蒙古大兴安岭毕拉河林场火灾进行火点信息的提取,提高火点信息算法精度;然后,基于确认的火点信息,结合局部变化检测指数(ALICE)和全球环境监测指数(GEMI)提取过火迹地信息。结果表明:结合2种算法确定新的阈值可以有效地提取森林火点信息,检测精度由高到低的顺序为基于连续日期均值算法和基于空间域均值算法、基于每月同期均值算法,基于连续日均值的RST算法更加适合林火信息检测;结合ALICE和GEMI提取过火迹地信息的方法可以检测出绝大部分过火迹地像元,检测精度较高。     

基于变分的MODIS 数据条带噪声去除方法

条带噪声是影响MODIS数据影像质量与反演精度的重要因素之一。针对MODIS数据中存在的三类条带噪声,提出了一种去除多类条带噪声的变分方法。该方法针对MODIS数据中条带噪声的类型设计相应的能量项：对于探测器间条带噪声和镜边条带噪声,采用直方图匹配变分项;对于随机噪声条带,采用单向消除项。各能量项通过权重系数组合构成总能量泛函,利用梯度下降流法最小化该泛函并离散数值化求解,从而实现条带噪声的消除。实验结果表明,提出的方法能够有效地去除MODIS数据的多类条带噪声。     

2017-2018年北部湾东北部海湾营养盐的时空分布特征

近海营养盐浓度显著受到人类活动和自然条件等因素影响,且会对海洋生态系统造成一定程度的干扰。本文根据2017-2018年北部湾东北部海湾秋季、冬季、春季和夏季4个季节的溶解态营养盐及其他环境参数数据,分析调查海域溶解态营养盐的时空分布、结构特征和变化趋势,并讨论该海域的营养盐限制因子。研究结果表明：溶解态营养盐分布表现为近岸高、远岸低的特点,高值区主要集中在铁山港、英罗港以及安铺港湾口。溶解无机氮 (DIN) 浓度为1.50-28.63 μmol/L,夏季浓度最高。磷酸盐 (SRP) 及硅酸盐(DSi)平均浓度均以秋季最高,全年SRP浓度为0.02-0.94 μmol/L,DSi浓度为1.03-18.19 μmol/L。调查海域的DIN、DSi受陆源输入的影响较大;夏季SRP的消耗速度大于输入速度,导致夏季SRP浓度较低。调查海域氮磷化(N/P)、硅磷比(Si/P)值均高于Redfield比值,其中夏季N/P平均值达175.3±94.5,SRP是该海域的主要营养盐限制因子。调查海域DIN季节平均浓度均低于钦州湾、珍珠湾和廉州湾3个海湾相应季节的DIN浓度,夏季SRP平均浓度低于廉州湾、钦州湾和珍珠湾,自20世纪80年代以来铁山港营养盐浓度呈现先升后降的趋势。     

FY-3A/MERSI与Terra/MODIS地表反射率数据的初步比较

为探究联合MERSI和MODIS多角度观测数据遥感反演地表参数的可行性,本文首先利用MERSI观测几何角度信息(太阳天顶角、卫星天顶角、太阳-卫星相对方位角)对MODIS地表反射率进行各向异性校正,之后选取2010年6-7月期间共24个晴空对比区域,对6组具有良好光谱对应关系的地表通道中的MERSI反射率,以及经过各向...     

基于MODIS影像江西省气溶胶时空分布变化遥感分析

使用2000—2018年的MODIS MOD04_3K气溶胶标准产品对江西省气溶胶光学厚度(AOD)进行提取.通过合成年均值、月均值和季均值AOD数据,分析550 nm处气溶胶光学厚度的时空变化特征.结果表明:2006年与2014年为两个波峰,南昌市、宜春市等人为活动频繁的中北部地区AOD值偏高,省边缘及南部AOD值较...     

基于VCI的2003—2017年广东省干旱时空变化特征分析

为了研究近年来广东省干旱情况的时空变化特征,利用8天250 m分辨率的MODIS地表反射率数据,计算了2003—2017年广东省植被状态指数(Vegetation Condition Index,VCI),并以VCI为干旱指标,采用趋势分析、频率分析和MK检验等方法,对全省干旱的时空特征和趋势进行了分析.结果表明:广东省2003—2017年间的VCI整体呈现显著的上升趋势,80.3%以上区域的VCI变化趋势倾向率为正值,表示全省大部分地区旱情逐年减轻;全省大部分区域发生干旱的频率在0.2～0.6之间,以中旱为主(发生频率:0.2～0.4),重旱较少出现(发生频率:0～0.2);广东省总体干旱面积占比逐年降低,中旱和重旱面积占比也呈现下降的趋势; 2017年与2003年相比,总体干旱面积占比减少了39.5%;总体上看,广东省近年来干旱严重程度在逐年减轻,干旱面积也逐年减少.     

基于时空立方体的南昌市房价时空分布特征分析

根据南昌市2016年7月至2018年6月共24期的692个商品住宅均价,利用时空立方体探究南昌市房价的时空分布特征。主要结论如下:1)南昌市的房价在时空尺度上有着非常明显的分异特征,且有着非常显著的增长趋势,在24个月的连续时间内基本呈现了强空间聚集模式,以高-高聚类和低-低聚类模式为主;2)沿江区域和中心城区以时空热点模式为主导分布,而城市外围区域主要表现为时空冷点模式,且时空热点区域的强度从未减弱,时空冷点区域有逐渐消失的趋势,这预示着南昌市的房价将进一步上涨。     

1980—2015年内蒙古森林火灾的时空动态

【目的】林火是森林生态系统中重要的干扰因子,严重影响着森林的结构与功能。内蒙古大兴安岭是我国重要的森林生态系统之一,从内蒙古地区地域、海拔、火灾原因分布等可能导致火灾的时空因素分析林火灾害,为森林防火和管理提供有力的科学依据。【方法】基于遥感影像,借助ArcGIS 10.2和Origin等软件,分析了1980—2015年内蒙古地区森林火灾特点,结合时间、空间的因素,探讨林火的时空动态规律。【结果】内蒙古地区森林火灾时空上表现出规律性分布。受害森林面积年变化存在周期性规律,周期间隔16 a,且春季为林火高发季节,在进行森林防火的资源调节过程中,火灾发生次数较多的4、5月正处于春分、清明和谷雨时节,应以控制火源为主要内容。此外,月初林火发生概率相对较高,应在该时段提高警惕; 林火的发生主要集中在9:00—17:00; 多发于呼伦贝尔市、赤峰市、鄂尔多斯市和兴安盟等地区,其中兴安盟过火面积最大,大兴安岭林区火灾也比较频繁。【结论】内蒙古森林火灾频发,过火面积较大,且火灾频发与人类活动及气候特点息息相关。森林火灾主要由人为活动造成,必须严格控制野外火源、生活用火等。建议在掌握内蒙古自治区森林火灾时空动态特征的基础上,加强防火宣传与教育,并运用科学的森林防火措施,制定合理的森林防护政策。     

基于COSMIC资料的大气波导时空分布特征

为了掌握大气波导的发生规律,利用2007年7月至2012年9月的气象、电离层与气候卫星观测系统星座(COSMIC)掩星折射率数据,对海上悬空波导的发生概率、高度、强度和梯度的全球时空特征进行统计与分析。结果表明,波导事件基本发生在海陆交界地区,非洲西岸的波导事件随着赤道辐合带的移动表现季节性变化;波导高度随着海岸距离的增加而增加,高概率发生区域的波导高度相对较高;波导强度季节和时次变化特征显著,强度值集中在10以下;波导梯度值普遍超过-60/km,阿拉伯海地区在春季受携带沙尘的季风影响,出现-120/km的最小梯度值。因此,COSMIC掩星折射率数据能较好地反映海上悬空波导的时空分布特征。     

云南省林草火险空间模拟和等级评价

【目的】森林火险空间模拟和等级评价对森林防火具有重要意义。为确定不同区域林草资源防火的重点因素,对云南省的林草火险进行空间模拟和等级评价。【方法】采用2001—2014年的MODIS数据,选取反映植被状态、温度、地形和人类活动可达性等4个方面的火环境因素,通过设计抽样方案、训练集和检验集生成程序,得到35个数据集,开发70个地理加权Logistic回归模型,以交叉验证法评估模型性能,最终选择残差空间随机、可靠性和区分能力最优的模型做统计推断。将模拟的每期过火概率图重分为5类,相应火险类别分别记为“低”、“中”、“高”、“很高”、“极高”等级。【结果】火险类别中,“极高”等级占12.7%,“很高”等级占18.1%,二者可解释2001—2014年云南省80%的林草火灾,文山、红河、玉溪、楚雄、丽江、大理等6市的“极高”和“很高”等级面积占全省面积的71.5%,是全省的“重灾区”。【结论】“重灾区”应列为云南林草防火的重点区域,在防火的人、财、物上给予优先考虑。高温是云南省首要火险因素,其次为海拔、坡度、枯死植被、植被量,人类活动可达性影响相对较弱。影响火险的火环境因素在云南省内仅部分区域显著,按显著区及相对权重,云南省可分为西北、西南、西中Ⅰ、西中Ⅱ、东南和中部共6个区域,不同区域应因地制宜确定防火重点并布置防火资源。     

2001—2020年江西省农业干旱发生时空格局的遥感评价

基于MOD16A2蒸散数据产品,该文计算粮食作物生长季(4—10月)的作物水分胁迫指数(CWSI),分析江西省2001—2020年粮食作物生长季农业干旱发生时空分布特征.得到如下主要结论:1)利用CWSI遥感提取的农业受旱成灾耕地面积与统计结果具有高度一致性,这表明CWSI作为干旱评价指标具有一定的合理性; 2)赣北鄱阳湖平原和赣中吉泰盆地等农业耕地集中连片分布区的受旱程度较高,而农业耕地相对破碎化的山地丘陵区农业受旱程度较低; 3)在评估期内,2003、2004、2007、2008、2009、2013、2019和2020等年份农业干旱严重; 4)受降水季节性分配不均的影响,江西省的农业干旱主要发生在4、5和10月份.     

黑龙江省森工国有林区生态建设与经济转型协调发展研究

【目的】全面停止天然林商业性采伐后,黑龙江省森工国有林区既要承担国家生态建设战略部署、维护生态安全重任,又要通过体制机制创新、产业转型升级、林业增效、职工增收来推进经济转型发展。分析黑龙江省森工国有林区生态建设和经济发展的协调程度,以及两者的自我发展水平和相互影响情况,为研究森工国有林区实施生态建设和经济转型协调发展提供一种相对客观的动态评价方法。【方法】遵循生态系统与经济系统发展演变过程及科学性、代表性、合理性和可行性等原则,构建了黑龙江省森工国有林区生态与经济协调发展评价指标体系。基于生态建设与经济发展之间存在互动机制,利用耦合协调度模型测算生态建设与经济转型之间的耦合协调发展水平,通过建立灰色动态评价模型分析生态子系统与经济子系统的自我发展能力和相互影响程度。【结果】①2000—2016年黑龙江省森工国有林区主要以生态建设为主导目标。除2000、2001年以外,黑龙江省森工国有林区生态子系统有序度均高于经济子系统有序度,表明生态建设占据主导。而2000年与2001年的经济子系统有序度大于生态子系统有序度,虽然表面上说明经济发展占据主导,但本质是生态建设效果的滞后性所致。②2000—2016年黑龙江省森工国有林区生态子系统的有序度整体处于波动上升趋势,表明生态建设效果趋显,森林资源得到逐步恢复和稳定增长,生态功能持续提升,维护国家生态安全的能力显著增强。而同期经济子系统有序度变化整体呈近似“U”形变化趋势,2003—2006年经济子系统有序度处于“U”形趋势底部,2006年之后有序度恢复上升态势,尤其是2011年以后经济子系统有序度显著上升,各年有序度水平都超过了0.5。③生态子系统与经济子系统耦合协调度经历了勉强协调→濒临失调→勉强协调→初级协调→中级协调→良好协调的不同发展类型阶段,总体上呈现波动式上升态势、逐渐趋于良好耦合协调发展的轨迹。2008年及以前耦合协调度属于过渡阶段,尤其2003—2007年期间,近乎处于“U”形趋势底部的经济子系统有序度与同期的生态子系统波动上升的有序度形成了较大的离差,导致这一时间段出现了过渡阶段中的濒临失调发展类型; 2009年及以后属于协调发展阶段。④2000—2016年黑龙江省森工国有林区生态子系统与经济子系统都具有自我发展能力,但都较弱。这是由于施业区内经济生产活动产生的工业废水、工业二氧化硫、工业固体废物等造成生态系统外部环境压力仍然巨大,以及森林资源生长的长周期性使得活立木总蓄积、森林覆盖率等指标的数据增长缓慢,致使黑龙江省森工国有林区生态子系统的自我发展能力依然较弱。2000—2016年黑龙江省森工国有林区发展中出现经济稳定增长、结构调整加速、转型发展路径日渐清晰、改革不断深入的良好势头,但也存在着制约和影响林区持续发展的短板问题:2014年全面停止天然林商业性采伐后,林业局收入减少,科技创新投入严重不足,林区专业技术人才断档,人才激励机制不完善,在岗职工年平均工资较低; 黑森绿色食品、森林旅游等产业发展还刚刚起步,生态产业、非木产业等转型替代产业发展潜力还没有释放出来; 产业布局不尽合理、主导产业不突出、同质化竞争严重、产业链条短、科技含量较低、拉动力不强等依然是产业发展的基本特征; 黑龙江省森工国有林区的资源优势、生态优势依然没有完全转化为经济优势,致使黑龙江省森工国有林区经济子系统的自我发展能力疲软。⑤生态子系统对经济子系统有促进作用,而后者对前者有抑制作用。相对而言,生态子系统自我发展能力在天然林资源保护工程资金的持续支持下强于经济子系统的自我转型发展能力; 黑龙江省森工国有林区生态建设效果显著走强的趋势对经济转型发展起到了良好的促进作用,但整体上经济转型起步迟缓、转型替代产业发展潜力尚未释放出来,从而对生态建设有一定的抑制作用。【结论】截至2016年,黑龙江省森工国有林区生态建设与经济转型处于良好协调发展阶段,黑龙江省森工国有林区在未来建设发展中,应统筹协调发展,通过推进国家重点生态功能区以及自然生态系统保护和建设、森林可持续经营、建设国家储备林基地来维护森林生态安全,为经济发展保驾护航; 通过建设生态产业、非木产业及开发境外资源来推进森工国有林区经济转型升级,缓解或解除经济发展对生态建设的抑制作用,以实现生态建设与经济转型的优质协调发展。     

基于森林资源清查数据的江西省主要森林类型净生产力研究

【目的】基于江西省2011年和2016年的森林资源清查数据,分别估算不同森林类型的净生产力,为森林资源科学经营提供依据。【方法】以江西省2011年和2016年两期森林资源清查数据为样本,采用生物量回归模型法,在样木水平上计算单木生物量、累计样地水平生物量并扩大到总体水平,测算乔木层生物量的生长量和枯损量,结合乔木层生物量结果估测灌木层和草本层,并估算不同森林类型的净生产力。【结果】综合考虑森林乔木层生长与枯损、林下灌木层、草本层生物量,基于复位样木,由单木生物量模型得到样地生物量,进而计算江西省主要森林类型的净生产力,得出阔叶混交林的净生产力最高,针阔混交林次之,而针叶林和阔叶纯林的净生产力较低。2011—2016年,江西省森林平均净生产力为7.28 t/(hm²·a),阔叶混交林净生产力最高为11.26 t/(hm²·a)。【结论】在国家标准框架下的森林净生产力估算模式,可为更大范围内、统一标准下客观准确评估森林净生产力提供参考。     

山西省夏季降水的时空分布特征研究

采用EOF分析方法,对山西省23个测站1960-2006年的夏季降水的空间分布特征和时间变化规律进行了研究。     

2002—2011年河北省植被LAI时空变化特征

利用2002—2011年EOS/MODIS数据的植被指数产品MOD15A2和植被类型产品MCD12Q1及气象观测资料,对比分析了7种典型植被的叶面积指数(LAI)的变化趋势,探讨了河北省植被生长季(5—10月)LAI的时空变化特征及其与气温和降水等影响因子的关系。结果表明:河北省植被生长季年均LAI变化在1.0~1.3之间,2008年最高(1.286),2002年最低(1.066);多年平均LAI的空间分布表现为位于东北部的承德地区最高(可达5.0以上),位于西北部的张家口地区最低(小于0.5);7种典型植被生长季年均LAI差异很大,LAI从高到低依次为阔叶林(2.765)、混交林(2.535)、灌丛(1.867)、稀树草原(1.476)、针叶林(1.331)、农田(1.116)和草原(0.967)。显著影响LAI变化的因子有降水、气温、地形、植被类型及其物候期等,且各因子对植被LAI的影响程度不同。     

2000年～2011年山西省入境游客时空分布及其变化研究

本文依据2000年～2011年山西省入境旅游的相关数据,从时间和空间两个角度对山西省入境游客的年际变化、时间分布、空间集聚性和空间格局演变进行分析.结果表明:山西省2000年～2011年大部分地级市入境游客到访率的年际变化较大,入境游客数量随时间变化较大;入境游客空间分布由2000年的集中趋于分散、均匀,地级市之间相对差异有缩小的趋势.这主要是受地级市经济发展水平、旅游资源及高级别景点数量、空间距离及区位条件等因素的影响.     

陕南降水变化时空差异分析

陕南地处南水北调中线工程水源地,降水量变化对该区域以及调水工程和受水区影响深刻.利用陕南及周边气象站点近30年的降水资料,运用经验正交函数法,分析获得陕南降水变化的空间分布特征和时间系数.结果表明:(1)陕南降水变化的特点主要表现出南北差异、东西差异和相对一致性的特点;(2)陕南降水变化的时间系数表现出明显的年内变化.